【文章內(nèi)容簡介】 至 2025 年間 ,全球能源消費總量將從 162 億噸油當量 ,增幅 54%。化石能源是不可再生的 ,且儲量有限 ,其產(chǎn)量的萎縮不可避免 ,隨著時間的推移 ,化石能源的稀缺性越來越突顯。根據(jù)《 BP 世界能源統(tǒng)計 2020》的統(tǒng)計數(shù)據(jù) ,全球石油探明儲量可供生產(chǎn) 40 多年 ,天然氣和煤炭分別可以供應 65 年和 155 年。 另外 ,傳統(tǒng)的燃料能源對環(huán)境造成的危害日益突出 ,同時全球還有 20 億人得不到正常的能源供應。全世界都把目光投向了可再生能源 ,希望可再生能源能夠改變?nèi)祟惖哪茉唇Y(jié)構(gòu) ,維持長遠的可持續(xù)發(fā)展。 世界各國均努力尋求穩(wěn)定充足的能源供應 ,大規(guī)模的開發(fā)和利用可再生能源已成為未來各國能源戰(zhàn)略中的重要組成部分。在所有的可再生能源之中 ,太陽能以其獨有的優(yōu)勢而成為人們重視的焦 點。 太陽能作為人類取之不盡用之不竭的可再生能源 ,具有充分的清潔性、絕對的安全性、相對的廣泛性、確實的長壽命和免維護性、資源的充足性及潛在的經(jīng)濟性等優(yōu)點 ,在長期的能源戰(zhàn)略中具有重要地位。隨著能源問題日益成為制約國際社會經(jīng)濟發(fā)展的瓶頸 ,越來越多的國家開始實行 “陽光計劃 ”,開發(fā)太陽能資源 ,尋求經(jīng)濟發(fā)展的新動力。 日本、歐洲國家 (德國 )和美國等經(jīng)濟發(fā)達、能源消耗大的國家起步較早。 從 20世紀 90年代末開始 ,歐美、日本等國家紛紛實行 “陽光計劃 ”,在太陽能發(fā)電的價格、稅收、發(fā)展基金等方面給予較大優(yōu)惠。同時 ,在政府資助下 ,歐洲一些高水平的研究機構(gòu)也加大了太陽能能源利用的研究。 目前光伏產(chǎn)業(yè)是全球發(fā)展最快的新能源產(chǎn)業(yè)之一。自 20 世紀 80 年代以來 ,世界主要發(fā)達國家政府出于環(huán)境保護、可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略等考慮 ,先后制定了針對本國實情且較為系統(tǒng)的光伏發(fā)展計劃和產(chǎn)業(yè)政策 ,光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)因而得到了迅速發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計 ,近 10 年全球光伏電池產(chǎn)量的年平均增長率達 46%以上 ,2020 年光伏電池的總產(chǎn)量達 6,400MW,市場份額約為160 億歐元 ,其中 ,歐洲、美國和日本為全球光伏市場的主要需求體。 19992020 年世界光伏電池產(chǎn)量 及增長率統(tǒng)計表年份 世界光伏電池產(chǎn)量 (MW) 年增長率(%) 平均 從國內(nèi)來看 ,近些年隨著全球光伏市場的快速發(fā)展 ,我國光伏行業(yè)增長勢頭迅猛 ,自 1999年以來 ,國內(nèi)光伏電池的產(chǎn)量年均增長達 到 135%,2020年起超越歐洲、日本 ,成為世界太陽能電池生產(chǎn)的第一大國。 2020年全國光伏電池產(chǎn)量超過 4,000MW,占全球總產(chǎn)量的 40%以上。 19992020 世界各地太陽能電池產(chǎn)量統(tǒng)計 (單位 :MW)國家 199920202020202020202020202020202020 中國 歐洲 日本 美國 其他 合計 此外 ,歐美、日本等國家還制定了長期的能源發(fā)展戰(zhàn)略 ,對太陽能的發(fā)展進行了長期規(guī)劃。日本 1992 年啟動了 “新陽光計劃 ”推行可再生能源配額法 (RPS),實行強補貼政策 ,計劃目標是到 2020 年安裝 800MW 屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng) 。1997 年 6 月美國提出 “百萬太陽能屋頂計劃 ”,計劃到 2020 年將在 180 萬個屋頂或建筑物其他可能的部位安裝太陽能系統(tǒng) 。1999年澳洲政府通過了利用 助澳大利亞 1 萬個太陽能屋頂?shù)挠媱?。歐洲也于 1997 年左右也宣布了百萬屋頂計劃 ,德國聯(lián)合政府在歐洲該計劃的框架下于 1998年 10月提出了在 6年內(nèi)安裝 10萬套太陽能屋頂系統(tǒng)的計劃 ,西班牙、意大利、葡萄牙和英、法等國也建立相似法案。 主要西方國家在太陽能光伏應用方面的發(fā)展計劃國家 計劃 目標 年份 政府輔助日本 新陽光計劃 5000MW 20203350%德國 10 萬屋頂 300MW 202038%意大利 1 萬屋頂 50MW 20207580%美國 100 萬屋頂 3500MW 20203540%澳大利亞 1 萬屋頂 20MW 202050% 我國太陽能光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀我國常規(guī)能源非常有限 ,儲量遠遠低于世界平均水平 ,大約只有世界總儲量的 10%。因此 ,從能源發(fā)展戰(zhàn)略角度出發(fā) ,我國更應重視可再生能源的發(fā)展尤其是太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。但與國際上蓬勃發(fā)展的光伏發(fā)電相比 ,我國落后于發(fā)達國家 1015 年 ,甚至明顯落后 于印度。 我國太陽能電池的研究始于 1958 年 , 1959 年研制成功第 1 個有實用價值的太陽電池。1971 年 3 月首次成功地應用于我國第 2 顆衛(wèi)星上 ,1973 年太陽電池開始在地面應用 ,1979年開始生產(chǎn)單晶硅太陽電池。上世紀 80 年代中后期 ,引進了多條國外太陽能電池生產(chǎn)線或關(guān)鍵設(shè)備 ,初步形成生產(chǎn)能力達到 太陽能光伏產(chǎn)業(yè)。我國太陽能光伏發(fā)電首先在衛(wèi)星和海港浮標燈上應用 ,之后逐步進入到工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)和通訊等公用設(shè)施部門 ,近年來在解決無電地區(qū)用電方面發(fā)揮了重要的作用。 我國光伏市場的啟動始于 2020 年 ,原國家計委啟動了 “西部省區(qū)無電鄉(xiāng)通電計劃 ”,該計劃通過光伏和小型風力發(fā)電解決西部七省區(qū) 780 個無電鄉(xiāng)的用電問題 ,這一項目大大刺激了中國光伏工業(yè)的發(fā)展。項目計劃投資達到 26 億元 ,光伏組件安裝量達到 ,極大地推動了中國光伏產(chǎn)業(yè)和市場的發(fā)展。根據(jù)《國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十一個五年規(guī)劃綱要》要求 ,“十一五 ”期間 ,國家將在已實施 “送電到鄉(xiāng) ”工程基礎(chǔ)上啟動無電地區(qū)電力建設(shè)工程 (“送電到村 ”工程 ),逐步解決無電人口用電問題 ,2020 年國家初步安排無電地區(qū)電力建設(shè)工程國債(撥款 )資金 7 億元。這是迄今為止 ,世界上規(guī)模 最大的農(nóng)村無電地區(qū)的太陽能光伏發(fā)電工程建設(shè)。 從裝機規(guī)?？?,與發(fā)達國家比 ,我國的光伏市場還相當小。 2020 年年底 ,我國太陽能電池的累計裝機 65MW。主要市場應用項目包括通訊、其他工業(yè)領(lǐng)域、農(nóng)業(yè)及農(nóng)村電氣化、民用商品及其他。 2020 年以來 ,全球太陽能電池市場供不應求 ,在國際大環(huán)境的影響下 ,全球市場需求增長 ,尤其是歐洲市場的爆發(fā)性增長 ,這給我國太陽能光伏行業(yè)帶來了巨大的成長空間。我國太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)有了突飛猛進的發(fā)展 ,無錫尚德、中電電氣、天威英利、賽維 LDK、新疆新能源、常州天合等公司紛紛進入成長期 ,生產(chǎn)規(guī) 模不斷擴大 ,技術(shù)水平不斷提高 ,企業(yè)競爭力不斷增強。 2020 年是我國太陽能電池行業(yè)爆發(fā)式增長的開始 ,當年生產(chǎn)總量達到139MW,2020 年更是達到 400MW,從而超過美國成為全球第三大生產(chǎn)國 ,產(chǎn)能則達到驚人的1180MW。我國以 3 年產(chǎn)量增長 45 倍 ,產(chǎn)能增加 125 倍而成為全球發(fā)展最快的國家。 盡管如此 ,相對于世界太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展 ,中國太陽能光伏產(chǎn)業(yè)規(guī)模仍然很小 ,基礎(chǔ)比較薄弱 ,應用市場不夠穩(wěn)定。從供給方面看 ,國內(nèi)近三年來生產(chǎn)能力提升很快 ,主要光伏電池生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)品以出口為主 ,只有少部分產(chǎn)品滿足內(nèi)需。 從政策方面 ,我國政府對太陽能產(chǎn)業(yè)也給予了充分的扶持。 2020 年 1 月 ,《中華人民共和國可再生能源法》正式實施 ,此法在資源調(diào)查與發(fā)展規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)指導與技術(shù)支持、推廣與應用、價格管理與費用分攤、經(jīng)濟激勵與監(jiān)督措施、法律責任等方面做出了規(guī)定。隨后 ,國家又陸續(xù)出臺了《可再生能源發(fā)展專項資金管理暫行辦法》、《可再生能源建筑應用專項資金管理暫行辦法》等支持可再生能源發(fā)展的實施細則 ,使國家在可再生能源領(lǐng)域方面的扶持政策日趨明朗化 ,2020 年 9 月出臺的《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》又為可再生能源的利用提出了較為明確的階段性發(fā)展目 標。這一系列法律、政策無疑是對我國太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的有力支持。 國際太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的前景太陽能光伏發(fā)電具有最廣闊的發(fā)展前景 ,是各國最著力發(fā)展的可再生能源技術(shù)之一。 80 年代以來 ,即使是在世界經(jīng)濟從總體上處于衰退和低谷的時期 ,光伏發(fā)電技術(shù)也一直保持著 10%15%的遞增速度在發(fā)展。 90 年代后期 ,發(fā)展更為迅速 ,成為全球增長最快的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)之一。尤其是近年來 ,世界上太陽能電池總產(chǎn)量以每年超過 30%的速度在增長 ,預計 2020 年世界太陽能電池的產(chǎn)量將達到 1400MW,到 2020年將達到 7000MW。預 計 2020 年全球系統(tǒng)裝機容量將達到 10000MW,其中 ,尤以日本、美國和德國發(fā)展最快 ,這些國家光伏發(fā)電裝機容量占世界總裝機容量絕大部分。 世界能源組織 (IEA)預測 ,到 2020 年世界光伏發(fā)電的發(fā)電量將占總發(fā)電量的 1%,2040 年可達20%。 根據(jù)歐洲聯(lián)合研究中心 (JRC)對未來可再生能源和太陽能發(fā)電的預測 ,到 2030年可再生能源在總能源結(jié)構(gòu)中占到 30%以上 ,太陽能光伏發(fā)電在世界總電力的供應中達到 10%以上 。2040 年可再生能源在總能源結(jié)構(gòu)中占 50%以上 ,太陽能光伏發(fā)電將占總電力供應的 20%以上 。到本 世紀末可再生能源在能源結(jié)構(gòu)中將占到 80%以上 ,太陽能發(fā)電占到 60%以上 ,太陽能發(fā)電將日益顯示出最重要的戰(zhàn)略地位。 歐洲光伏工業(yè)協(xié)會 (EPIA)歐洲光伏工業(yè)協(xié)會的預測 :2020 年 2020年將達到 34%。 2020年世界的光伏發(fā)電累計裝機容量預計將達 200GW。其中美日歐安裝總量超過 50%。美國計劃急起直追 ,奪回 1999 年開始失去的世界光伏產(chǎn)業(yè)和市場的主導地位。 ,全國有 2/3以上的地區(qū)年日照時數(shù)在 2020 小時以上 ,開發(fā)利用的潛力非常大。從全國太陽年輻射 總量的分布來看 ,青藏高原和西北地區(qū)、華北地區(qū)、東北大部以及云南、廣東、海南等部分低緯度地帶均為太陽能資源豐富或較豐富的地區(qū)。 我國太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)的應用空間非常廣闊。第一 ,我國有荒漠面積 100 余萬平方公里 ,主要分布在光照資源豐富的西北地區(qū) ,如果利用荒漠安裝并網(wǎng)太陽能發(fā)電系統(tǒng)則可以提供非?？捎^的電量。第二 ,太陽電池組件不僅可以作為能源設(shè)備 ,還可作為屋面和墻面材料 ,既供電節(jié)能 ,又節(jié)省了建材 ,具有良好的經(jīng)濟效益。 第三 ,迄今我國邊遠地區(qū)仍有較多居民尚未用電 ,如果單純依靠架設(shè)電網(wǎng)供電 ,則成本高 ,建設(shè)周期長 ,不 經(jīng)濟。太陽能發(fā)電無需架設(shè)輸電線路 ,且建設(shè)周期短 ,可以有效解決邊遠地區(qū)用電的難題。事實上 ,中國的太陽能電池市場巨大 ,目前還有大約 萬個無電村莊和大約 700萬無電戶 ,僅農(nóng)村和邊遠地區(qū)的潛在市場就達到 3000MWp,中國在太陽能電池的潛在市場已為世界所公認。同時 ,2020 年 1 月 1日實施的《可再生能源法》也將大大促進光伏發(fā)電系統(tǒng)在邊遠地區(qū)的推廣和城市并網(wǎng)發(fā)電以及超大規(guī)模沙漠電站的應用。 目前 ,我國 90%的光伏產(chǎn)品都出口到歐美及日本等國外市場 。國內(nèi)對太陽能光伏的應用也主要集中在農(nóng)村電氣化和離網(wǎng)型太陽能光伏產(chǎn)品 。預計在今后的十幾年中 ,太陽電池的市場走向?qū)l(fā)生很大的改變 ,到 2020 年以前中國太陽電池多數(shù)是用于獨立光伏發(fā)電系統(tǒng) ,從2020年到 2020年 ,中國光伏發(fā)電的市場主流將會由獨立發(fā)電系統(tǒng)轉(zhuǎn)向并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng) ,包括沙漠電站和城市屋頂發(fā)電系統(tǒng)。 在當前國際國內(nèi)能源日趨緊張的形勢下 ,受西方發(fā)達國家大力推廣太陽能光伏發(fā)電應用并取得顯著成效的鼓舞 ,以及我國可再生資源相關(guān)法律法規(guī)健全之際 ,中國太陽能光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展已箭在弦上。依照國外模式 ,上海市啟動了 “十萬屋頂光伏發(fā)電計劃 ”,無錫市也啟動了 “一千個屋頂光伏發(fā)電工程 ”,這些工程 的啟動實施 ,預示著中國本土龐大的光伏市場才剛剛啟動。隨著中國《可再生能源法》的正式實施和國內(nèi)相關(guān)配套政策的出臺 ,在能源緊缺的今天 ,可以提供無限儲量的太陽能光伏產(chǎn)業(yè)在中國一定會大有市場。 根據(jù) 2020 年 9 月公布的《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》 ,到 2020 年 ,我國太陽能發(fā)電總?cè)萘繉⑦_到 30 萬千瓦 ,到 2020 年達到 180 萬千瓦。在北京召開的 “世界太陽能大會 ”上 ,中國資源綜合利用協(xié)會可再生能源專業(yè)委員會、歐洲光伏產(chǎn)業(yè)協(xié)會和世界自然基金會共同發(fā)布了《中國光伏發(fā)展報告》 ,報告預測到 2030 年左右 ,光伏發(fā)電將在價格上具 有與常規(guī)發(fā)電競爭的能力 ,并逐漸成為主流能源利用形式。報告指出 ,中國太陽能光伏發(fā)電發(fā)展?jié)摿薮?,預計到 2030年光伏裝機容量將達 1億千瓦 ,年發(fā)電量可達 1300 億千瓦時 ,相當于 30 多個大型煤電廠。 多晶硅現(xiàn)狀與前景分析 ,多晶硅材料的生產(chǎn)技術(shù)掌握在美、日、德 7 個公司的 10 家工廠手中 ,形成了技術(shù)封鎖、市場壟斷的狀況 ,主要有日本的 Tokuyama、三菱、住友公司、美國的 Hemlock、 Asimi、 SGS、 MEMC 公司 ,德國的 Wacker 公司等 ,年產(chǎn)能大部分 1000噸以上 ,其中 Tokuyama、 Hemlock、 Wacker 公司年產(chǎn)能為 30005000 噸。 近年來 ,太陽能光伏產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)爆炸式增長 ,相較之下 ,上游料源供給端產(chǎn)出擴增卻十分有限 ,原材料方面的產(chǎn)能無法滿足太陽能電池行業(yè)的生產(chǎn)需要 ,導致硅片、硅料嚴重短缺 ,致使一般的電池企業(yè)產(chǎn)能利用率不到 40%。 (資料來源 : 《 2020 年中國太陽能電池產(chǎn)業(yè)深度研究報告》 ) 太陽能硅片的發(fā)展現(xiàn)狀和前景 我國太陽能硅片的發(fā)展現(xiàn)狀根據(jù)《 2020 年中國太陽能硅片硅錠產(chǎn)業(yè)鏈研究報告》的數(shù)據(jù) ,2020 年中國太陽能硅片的出貨量 為 ,比 2